.

תאורת ה Lighting grow LED כאמצעי העצמה של גידולים חקלאיים (קנאביס וכד')

על פי מחקרי שוק, שוק תאורת ה-LED צפוי לגדול לעלות ליותר מ 19- מיליארד דולר עד 2020. על פי המחקר בשוק תאורת ה-LED, אנחנו עדים לשלב צמיחה גבוהה במיוחד ביישומים חדשים כגון חקלאות אשר מבוססת על: גידולים אנכיים, חממות מסחריות, וחקלאות מקורה.


הקדמה

על פי מחקרי שוק [1], שוק תאורת ה LED צפוי לגדול לעלות ליותר מ 19- מיליארד דולר עד 2020. על פי המחקר בשוק תאורת ה-LED, אנחנו עדים לשלב צמיחה גבוהה במיוחד ביישומים חדשים כגון חקלאות אשר מבוססת על: גידולים אנכיים, חממות מסחריות, וחקלאות מקורה.

בשנים האחרונות כאשר הידע והגדלת המודעות והבאת הידע של הטכנולוגיה בשילוב ירידות מחיר הביא באופן מובהק להבנת היתרונות בשימוש בתאורת LED, מגמה זו התחילה להיות מאומצת בקנה מידה גדול יותר בחקלאות ויישומי החממה המסחריים. כמו כן, המגמה הגלובלית העולה של חקלאות מקורה, תקנות ממשלתיות לטובת תאורת LED, ודרישה חסכונית וארוכת טווח, מהוות את הנדבך לאימוץ הטכנולוגיה של תאורת LED כתוספת תאורה טבעית לצמיחת צמחים, ומהווה כונן הצמיחה של השוקל גידולים חקלאים באמצעות תאורת אור LED. אשר יוצרת הזדמנויות חדשות אשר לא רק יניעו את השוק בשנים הקרובות, אלא גם יפתחו לפלחי שוק חדשים (כגון; גידולים של קנאביס) שיכולים להגדיל את התנובה ב פי 4 עד 5 מאשר התבססות על תאורה טבעית.

תאורת אור ה-LED לגדולים חקלאים הוא מקור אור מלאכותי, בדרך כלל אור חשמלי, שנועד לעורר את צמיחת הצמחים על ידי פליטת ספקטרום אלקטרומגנטי המתאים לפוטוסינתזה. תאורות LED לגידול משמשים ביישומים שבהם אין כמעט אור טבעי, או איפה שתאורה משלימה נדרשת.

דיודה פולטת אור (LED) אשר יוצרת את התאורה לגידול הינו מוצר חדש יחסית בשוק התאורה לגידול, אבל הם הופכים פופולריים בגלל הסיבות הבאות:
  • אנרגיה יעילה Efficiency High
  • יכולת עמעום התאורה Dimming
  • אמינות ומחזור החיים הארוךReliabilit, Long Lift time 
ספקטרום המצבים של ה LED

בדרך כלל תאורת ה-LED לגידול משלבת את צבעי ה-LED השונים בכדי להשיג אורך גל מסוים עבור צמחים שונים. תאורת LED לגידול יכולה להיות מתוכננת בצבע מסוים כדי לספק צמיחה אופטימלית ואשר מגדיל את התשואות עבור צמחים מסוימים, כי צבע האור שונה בעל אורך גל שונה, גורם לצמחים להגיב לטובה לאורכי גל ספציפיים ביחס לספקטרום האור. לדוגמה, אורך הגל של אור אדום הוא סביבnm 630-660 וזה חיוני לגידול של גבעולים, והרחבת העלים. בעוד אורך הגל של אור כחול הוא רק 400-520nm, והאור כחול משפיע על הכלורופיל chlorophyll של הצמח הקיים, כמו גם על עובי העלים. כך שבכל שלב של הגידול ניתן לתת את התאורה המתאימה לשלב הגידול בו אנו רוצים להתמקד.

מאז ימי המצאת ה LED שהיא למעשה דיודה, בעלת מאפיינים של מתח וזרם קדמיים ועקומות של צבעים שונים אשר שונים באופיים.

עקומות אופייניות לצבעים השונים של הLEDs מוצגים להלן באיור 1:

כפי שמוצג באיור 1, עם זרם קדמי (If)mA 20 מתח הקדומני (Vfשל LED סטנדרטי בצבע אדום הוא V1.8 ועבור נורת LED בצבע כחול מתח הקדומני הוא V3.6.

בכדי להשיג אורך גל מסוים על ידי שילוב של נורות צבע שונות, טווח המתח הכולל הוא רחב ושונה. זה דורש מעגל של Driver LED אשר מסוגל לפעול באזור זרם רחב וקבוע,
כך שה supply/LED Driver Power יחיד יכול לשמש מגוון רחב של תאורות LED לגידולים שונים.



יעילות אנרגטית (Efficiency Energy)

כפי שנדון לעיל לדיודות ה-LED יכולת לפלוט צבע אור מסוים. להלן איור של פלט ספקטרלי של LED אדום (עקומה אדומה) ומנורת נל"ג HSP (sodium pressure High) טיפוסית (עקומת קשת) אשר שימשה עד היום ברוב השימושים של תאורה לחקלאות. יש לשים לב איך נראה הגרף של ה-LED בהשוואה ובייחס למנורה HPS.

נוריות LED הינם מיוחדות כי הם מייצרים טווח צר מאוד של אור צבעוני בספקטרום האלקטרומגנטי, כמו עקומה LED אדום שמוצג באיור 2. כל האנרגיה המשמשת כדי ליצור אור, מחוץ לאזור
PAR (Photosynthetically active radiation)  האנרגיה פחות או יותר מבוזבזת.

ה-PAR (אזור קרינה פעילה), הינו הקרינה אשר הצמחים מסוגלים להשתמש בו בתהליך של הפוטוסינתזה והוא נע בין 400 ל-700 ננומטר. זה בדיוק הסיבה שנורות ה-LED "יעילות יותר" מאשר HIDs. כמו כן במונחים של עוצמת תאורה לכל ואט Watt/Lumens, כיום תאורת ה-LED יעילה פי שניים מאשר HPS אשר יעיל למדי לעומת סוגים אחרים של תאורה מלאכותית מסורתית, ואשר ניתן לייצר מעל 100 Lumens לכל ואט.

עם זאת, כאשר אנו רואים ב- LEDs, פלט אור אשר נותן יותר מ- 300 Lumens/Watt לכל וואט. במילים אחרות, ב-LED לגידול חקלאי יעילות האור הוא בערך פי 3 גבוה יותר מאשר תפוקת האור לגידול אשר מבוצע ב-HPS.

אי לכך, בתאורות ה-LED לגידול חקלאי בכדי לשמור על יעילות גבוהה, חייב ספק הכח s' driverLEDsupply /Power  להיות בעל יכולת יעילות גבוהה High efficiency גם כן.


יציבות ואורך חיים
  (Stability 'time Lift)

בכל סוגי התאורה, כמות האור הנפלטת (הנמדדת בלומנס Lumens או באראדיאון פוטון) פוחתת עם השימוש. לדוגמה, הפלט של מנורות HID יכול לרדת ב- 15%-10% לאחר שנה אחת בלבד של פעולה, ובמקרה של HPS, הספקטרום נע לעבר טווח של צבעי ירוק/צהוב, שהוא טווח של ספקטרום בלתי יעיל על ידי הצמחים.
מסיבה זו, רוב המגדלים המקצועיים מחליפים את מנורות HID שלהם לפחות פעם בשנה.

עם זאת, נורות ה-LED לגידולים חקלאים מדורגות בשעות עבודה של לפחות 50,000 שעות עם פחות מ-10% ירידה בביצועים לכל אורך מחזור החיים ולעתים קרובות אף להמשיך לפעול הרבה מעבר לדירוג שלהם עם מעט או אפילו ללא שינוי בספקטרום.

בכדי שה-LED יפעל היטב לאורך כל שנותה עבודה, חייב ספק הכחPower supply / LED Driver  להיות בעל אמינות גבוהה כמו ספקי הכח של חברת MEANWELL ששמה לה כמטרה את נושא האמינות והנצילות לאורך זמן.


עמעום (Dimming)

תיאורטית, עם נורות ה-LED,יש לנו שליטה על עוצמת האור בנורות ה-LED הפונקציה של העמעום Dimmable. חשובה מאוד כיכמות האור המסופקת קשורה בקשר ישיר לפוטוסינתזה.

יותר מדי אור, והאנרגיה הופכת לחום ומפחיתה פעילות הפוטוסינתיזה לצמח. כל צמח שונה מבחינה זו במהלך מחזור החיים של הצמח ויכולת העמעום Dimmable של ספק הכח
 supply / LED Driver Powe של נורות ה-LED מספק את היתרון הברור שליצירת סביבת האור הטובה ביותר והמותאמת לצרכים השונים של צמחים שונים בשלבי הצמיחה השונים.
ספק הכח שנותן את יכולת העמעום הינו המרכיב החשוב ביותר לתמיכה בתאורה נכונה בשלבי הגידול.

לסיכום

בתאורה לגידולים חקלאיים על מנת לנצל את תכונות ה-LED וניצול הספקטרום האופטימלי, יעילות אנרגיה גבוהה, יציבות לטווח ארוך dimmable, עמעום אשר הינו חלק מובנה בתכונות ה-LED ואשר בחירת ספק הכח הנכון לסדרות LED, הינה מפתח להצלחה.

ספקי הכח supply / LED Driver Power לתחום תאורת ה-LED מסדרות HVG, XLG, ELG, HLG Series  מותאמים לעבודה בגידולים חקלאיים, הן גם מבחינת אטימות למים ואבק בדירוג IP65 / IP67 עבודה בטמפרטורה גבוהה מאוד עד 90°c צלזיוס, לחות גבוהה, אזור רחב של פונקציית עמעום 3 ב 1, נצילות גבוהה 95% High efficiency up to ויכולת התממשקות לרכיבי הגידול.

ה-DRIVER LED של חברת MEANWELL מספקים עד 5 ~ 7 שנים אחריות, הם הפתרון האולטימטיבי עבור יישומים לגידולים בתאורת אור LED.

כמו כן היעילות הגבוהה של 95% גורמת למינוף הן בהיבט הכלכלי והן בהיבט הסביבתי של הגידולים אשר משתמשים בתאורת LED ועדיין לשמור על יעילות גבוהה מול התאורה שהייתה קיימת עד היום עם נורות HPS.


 

מאת: שלמה אוסטרובסקי, מנהל תחום ספקי הכח, אדוויס אלקטרוניקה בע”מ

למידע נוסף: 03-9000910 , shlomo@advice.co.il

 


Reference:
(1) LED Grow Light Market by Wattage,
Type of Installation, Spectrum, Application, and Geography - Forecast to 2020 (Published: July 2015) 

 

{formbuilder:5448}